三元正极材料及其制备方法、锂离子电池技术

本发明专利技术公开一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池，所述三元正极材料的化学通式为Li

【技术实现步骤摘要】
三元正极材料及其制备方法、锂离子电池


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别涉及一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池。

技术介绍

[0002]因有着工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻和体积小等优势，锂离子电池在新能源领域担当着极为重要的角色。而锂离子电池结构中，正极是其必不可少的构造之一。现有的正极材料会采用镍钴锰三元正极材料或镍钴铝三元正极材料，但这些三元正极材料中所含的一次粒子的结构都不稳定，导致由此制得的锂离子电池循环性能差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的是提出一种三元正极材料及其制备方法、锂离子电池，旨在解决现有的三元正极材料制得的锂离子电池循环性能差的问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提出一种三元正极材料，所述三元正极材料的化学通式为Li
z
Ni1‑
x
‑
y
Co
x
M
y
O2，M为Mn或Al，0<x<1，0<y<1，x+y<1，1<z<1.1，所述三元正极材料中含有一次粒子，所述一次粒子的结构为多面体结构。
[0005]可选地，所述一次粒子的平均粒径为0.5～2μm。
[0006]本专利技术还提出一种如上所述的三元正极材料的制备方法，包括以下步骤：
[0007]将M盐、镍盐、钴盐、氧化剂、第一锂源、PH调节剂和溶剂混合，得到混合溶液；
[0008]将所述混合溶液置于240～250℃条件下，氧化反应后过滤分离出固体，清洗，干燥，得到前驱体粉末；
[0009]向所述前驱体粉末中加入第二锂源和形貌诱导剂，得到混合粉末；
[0010]对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料；
[0011]其中，所述M盐为锰盐或铝盐，所述形貌诱导剂包括铝氧化物、镁氧化物、锆氧化物和硼氧化物中的至少一种。
[0012]可选地，所述混合粉末中，所述形貌诱导剂的含量为0.1～1％wt。
[0013]可选地，所述混合粉末中，所述形貌诱导剂的含量为0.3～0.8％wt。
[0014]可选地，对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料的步骤包括：
[0015]将所述混合粉末放入匣钵中，拨动所述混合粉末以使所述混合粉末分成多个相互间隔的单元块，然后进行烧结，气碎，得到三元正极材料。
[0016]可选地，多个所述单元块中上表面的面积最大的单元块为第一单元块，所述第一单元块的上表面的面积为0.25～2.25cm2。
[0017]可选地，对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料的步骤中，烧结时，于700～880℃的第一温度条件下对所述混合粉末进行第一次烧结，然后于900～1000℃的第二温度条件下进行第二次烧结。
[0018]可选地，所述第一温度条件为790～810℃；和/或，
[0019]所述第二温度条件为950～970℃。
[0020]本专利技术还提出一种锂离子电池，所述锂离子电池包括正极，所述正极的材料包括如上所述的三元正极材料。
[0021]本专利技术的技术方案中，由于三元正极材料中含有多面体结构的一次粒子，多面体结构的一次粒子相比于无定形的一次粒子，其结构单元稳定性更好，使得三元正极材料在锂离子脱嵌过程中结构不容易塌陷，从而使得由此制得的锂离子电池有更长的循环保持率，进而提高锂离子电池的循环性能；另外，三元正极材料中部分一次粒子会间接团聚形成二次球，由于二次球是由多面体结构的一次粒子团聚得到，二次球的结构单元同样稳定性较好，不易开裂，从而提高由此三元正极材料制得的锂离子电池的高温性能。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅为本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1为本专利技术提出的三元正极材料的制备方法的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术实施例1制得的三元正极材料的10k倍率下的扫描电子显微镜(SEM)图谱；
[0025]图3为本专利技术实施例1制得的三元正极材料的50k倍率下的扫描电子显微镜(SEM)图谱。
[0026]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0028]需要说明的是，实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0029]另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。此外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0030]因有着工作电压高、比能量高、容量大、自放电小、循环性好、使用寿命长、重量轻
和体积小等优势，锂离子电池在新能源领域担当着极为重要的角色。而锂离子电池结构中，正极是其必不可少的构造之一。现有的正极材料会采用镍钴锰三元正极材料或镍钴铝三元正极材料，但这些三元正极材料中所含的一次粒子的结构都不稳定，导致由此制得的锂离子电池循环性能差。
[0031]鉴于此，本专利技术提出一种三元正极材料，所述三元正极材料的化学通式为Li
z
Ni1‑
x
‑
y
Co
x
M
y
O2，M为Mn或Al，0<x<1，0<y<1，x+y<1，1<z<1.1，所述三元正极材料中含有一次粒子，所述一次粒子的结构为多面体结构。
[0032]本专利技术的技术方案中，由于三元正极材料中含有多面体结构的一次粒子，多面体结构的一次粒子相比于无定形的一次粒子，其结构单元稳定性更好，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三元正极材料，其特征在于，所述三元正极材料的化学通式为Li
z
Ni1‑
x
‑
y
Co
x
M
y
O2，M为Mn或Al，0<x<1，0<y<1，x+y<1，1<z<1.1，所述三元正极材料中含有一次粒子，所述一次粒子的结构为多面体结构。2.如权利要求1所述的三元正极材料，其特征在于，所述一次粒子的平均粒径为0.5～2μm。3.一种如权利要求1或2所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将M盐、镍盐、钴盐、氧化剂、第一锂源、PH调节剂和溶剂混合，得到混合溶液；将所述混合溶液置于240～250℃条件下，氧化反应后过滤分离出固体，清洗，干燥，得到前驱体粉末；向所述前驱体粉末中加入第二锂源和形貌诱导剂，得到混合粉末；对所述混合粉末进行烧结，气碎，得到三元正极材料；其中，所述M盐为锰盐或铝盐，所述形貌诱导剂包括铝氧化物、镁氧化物、锆氧化物和硼氧化物中的至少一种。4.如权利要求3所述的三元正极材料的制备方法，其特征在于，所述混合...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹赟，闫龙，陈志焕，潘福中，牛亚琪，
申请(专利权)人：威睿电动汽车技术宁波有限公司浙江吉利控股集团有限公司，
类型：发明
国别省市：